
在電池制造中,硫酸主要應(yīng)用于鉛酸蓄電池的生產(chǎn),是這類電池實(shí)現(xiàn)電能存儲與釋放的核心材料之一,作用貫穿電池的電解液配制和電極制備兩大關(guān)鍵環(huán)節(jié),具體如下:
作為電解液的核心成分,構(gòu)建離子傳導(dǎo)通路
鉛酸蓄電池的電解液是稀硫酸溶液(濃度約30%~35%),這是硫酸最主要的用途。
電池充放電時(shí),稀硫酸充當(dāng)離子載體,在正極和負(fù)極之間傳導(dǎo)氫離子(H?)和硫酸根離子(SO?2?),為電化學(xué)反應(yīng)提供介質(zhì)。
放電過程中:正極的二氧化鉛(PbO?)、負(fù)極的鉛(Pb)與稀硫酸反應(yīng),生成硫酸鉛(PbSO?)和水(H?O),此時(shí)硫酸濃度降低;充電過程則反向進(jìn)行,硫酸濃度回升,以此實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化。
參與電極的制備與活化
在鉛酸蓄電池極板的生產(chǎn)階段,硫酸也會參與反應(yīng):
極板制造時(shí),會將鉛膏涂覆在柵架上,隨后浸入稀硫酸溶液進(jìn)行化成處理(充電活化)。在此過程中,硫酸與鉛膏中的成分反應(yīng),使正極生成二氧化鉛、負(fù)極生成多孔金屬鉛,形成具有電化學(xué)活性的電極結(jié)構(gòu),確保電池具備充放電能力。
部分工藝中,硫酸還可用于清洗極板表面雜質(zhì),提升極板的純凈度和反應(yīng)活性。
補(bǔ)充說明
硫酸僅在鉛酸蓄電池中起核心作用,在鋰電池、鎳氫電池等其他類型電池中基本不參與生產(chǎn),這類電池的電解液多采用有機(jī)電解質(zhì)或堿性溶液。
電解液中的硫酸濃度需嚴(yán)格控制:濃度過高會加劇極板腐蝕、降低低溫性能;濃度過低則會導(dǎo)致電池容量下降,影響充放電效率。